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FR2536541A1 - Simplified spectral analysis system using phases - Google Patents

Simplified spectral analysis system using phases Download PDF

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FR2536541A1
FR2536541A1 FR8219566A FR8219566A FR2536541A1 FR 2536541 A1 FR2536541 A1 FR 2536541A1 FR 8219566 A FR8219566 A FR 8219566A FR 8219566 A FR8219566 A FR 8219566A FR 2536541 A1 FR2536541 A1 FR 2536541A1
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FR
France
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binary
phase
input
polar
ado
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FR8219566A
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FR2536541B1 (en
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Louis Marie Fourdan
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Laboratoire Central de Telecommunications SA
Original Assignee
Laboratoire Central de Telecommunications SA
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Publication date
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Abstract

The system has at its input a Cartesian-to-polar coordinate transformer RP receiving the binary variables Xn and Yn representing the real and imaginary parts respectively of the nth sample of the received signal. This is followed by a binary rearrangement device RB supplying a binary number PHI n = RnSnTn "proportional" to the phase of the received signal. Phase combinations of the type e<j PHI >n.e<-2 pi j>kn/N occurring in the expression for the discrete Fourier transform of dimension N are then produced by a set of standard binary subtractors AD0 - AD7. After a polar-to-Cartesian coordinate transformation in polar-to-Cartesian coordinate transformers in coordinate transformers PR0 - PR7, the signals supplied are summed in adders SIGMA 0 - SIGMA 7. The modulus ¦Ai¦ of the spectral lines supplied can then be calculated by simplified modulus calculators CM0 - CM7. The system includes only standard logic devices. Application to Fourier transform calculators.

Description

L'invention se rapporte à un système permettant d'effectuer l'analyse spectrale d'un signal par exploitation de phase. The invention relates to a system for performing the spectral analysis of a signal by phase exploitation.

Dans les radars à impulsions a effet Doppler, les opérations de traitement du signal sont de plus en plus souvent realisees par des techniques numeriques. Elles offrent an effet l'avantage, par rapport aux techniques analogiques, d'une plus grande fidelite et surtout d'une plus grande souplesse de fonctionnement. Il est ainsi possible dans le cadre d'un traitement numérique dFadapter les Circuits de traitement a différents modes d'émission en réaccordant en quelque sorte les filtres. On peut ainsi diminuer le volume de maternel necessaire en utilisant celui-ci en temps partagé Cette souplesse de fonctionnement n'est pratiquement pas accessible aux circuits analogiques. In pulse Doppler radars, signal processing operations are increasingly performed by digital techniques. They offer the advantage, over analog techniques, of greater fidelity and above all greater flexibility of operation. It is thus possible, in the context of digital processing, to adapt the processing circuits to different transmission modes by re-tuning the filters in a way. It is thus possible to reduce the necessary nursery volume by using it in timeshare. This flexibility of operation is practically not accessible to analog circuits.

Cependant, les organes de traitement numérique du signal sont souvent complexes et d'un prix de revient élevé. Des progres techniques et technologiques restent à faire pour réaliser des fonctions numé- riques, spécialisées sous forme de boîtiers monolithiques, qu'ils soient ou non programmables. En particulier, les dispositifs capables d'effectuer des multiplications sur deux nombres binaires sont rares et couteux. However, digital signal processing units are often complex and costly. Technical and technological progress remains to be made to achieve digital functions, specialized in the form of monolithic boxes, whether or not they are programmable. In particular, devices capable of performing multiplications on two binary numbers are rare and expensive.

Certains de ces radars Doppler a impulsions comportent un opérateur spécialisé, appelé "analyseur de spectre", destiné à classer les signaux a partir de leur fréquence Doppler apparente, le but de cette opération étant le classement des différentes cibles; par leur vitesse radiale.Dans le cadre d'un radar a plusieurs fréquences de récurrence, par exemple, la comparaison des différents; décalages en fréquence Doppler permet de lever certaines ambiguités en vitesse
Cette analyse spectrale peut être réalises numériquement par des systemes variés pouvant utiliser un certain nombre d'algorithmes classiques, plus ou moins compacts et compliqués, comme les algorithmes dits de transformée de Fourier discrete, ou TF8i, Q ecz3e les algo- rithmes de transformée de Fourier rapide (TFR), qu'ils soient de racine 2, de racine 4 ou de Winograd, ou comme les algorithmes récursifs.
Some of these pulse Doppler radars include a specialized operator, called a "spectrum analyzer", intended to classify the signals from their apparent Doppler frequency, the aim of this operation being the classification of the various targets; by their radial speed.As part of a radar has several recurrence frequencies, for example, the comparison of different; Doppler frequency shifts make it possible to resolve certain ambiguities in speed
This spectral analysis can be carried out numerically by various systems which can use a certain number of classical algorithms, more or less compact and complicated, such as the so-called discrete Fourier transform algorithms, or TF8i, Q ecz3e the transform algorithms of Fast Fourier (FFR), whether root 2, root 4, or Winograd, or like recursive algorithms.

Tous ces algorithmes partent de la transformee de Tourier discrète an dimension N de la suite complexe {an}, avec an = O a N-1, définie par la suite complexe

Figure img00010001
All these algorithms start from the n-dimensional discrete Tourier transform of the complex sequence {an}, with an = O a N-1, defined by the complex sequence
Figure img00010001

Cependant, dans tous les systèmes utilisés, comme par exemple dans le système décrit dans la demande de brevet français n0 80 13162 dépose le 13 Juin 1980, au nom de la demanderesse et intitulée : "Module de calcul et dispositif de calcul l'utilisant pour la détermination de la transformée de Fourier discrète d'une suite d'échantillons", on utilise des nombres complexes, tels les nombres a de la suite complexe {an}, sous la forme an n n +
Les qualités d'un algorithme se jugent alors au nombre d'additions et surtout au nombre de multiplications nécessaires Or, il est beaucoup plus simple de réaliser des multiplications de nombres complexes quand eernrsi sont donnés sous la forme a = pn effn. Mais, dans ce cas, ce sont les additions qui s avèrent difficiles a réaliser.
However, in all the systems used, such as for example in the system described in French patent application No. 80 13162 filed on June 13, 1980, in the name of the applicant and entitled: "Calculation module and calculation device using it for the determination of the discrete Fourier transform of a series of samples ", one uses complex numbers, such the numbers a of the complex series {an}, in the form an nn +
The qualities of an algorithm are then judged by the number of additions and especially by the number of necessary multiplications. However, it is much simpler to carry out multiplications of complex numbers when eernrsi are given in the form a = pn effn. But, in this case, it is the additions that prove difficult to achieve.

On peut donc penser réaliser une transfonnation rectang,'lairolaire avant d'effectuer une ou des multiplications, puis réaliser la transf or- maton inverse avant d'effectuer une ou des additions Malheureusement, la simplification apportée pas ce type de multiplication est compensée par la complication supplémentaire apportée par la réalisation de toutes ces transformations de coordonnées
Ainsi, l'objet de la présente Invention est-il de décrire un système simplifié d'analyse spectrale permettant d'obtenir, simulta nemdnt, sur ses N sorties, les N raies de la transformée de Fourier discrète de dimension N,

Figure img00020001

k variant de O a N-1, d'une suite complexe d'entrée {an, an = xn + jyn} et recevant successivement des couples de variables binaires, Xn et Yn, représentant respectivement la partie réelle xn et la partie imaginaire yn de la suite d'entrée {an an constituée par les échantillons successifs du signal à analyser, mais qui n'utilise que des circuits logiques fondamentaux de grande diffusion.We can therefore think of carrying out a rectangular, linear transformation before carrying out one or more multiplications, then carrying out the inverse transformation before carrying out one or more additions Unfortunately, the simplification provided by this type of multiplication is compensated by the additional complication brought by performing all these coordinate transformations
Thus, the object of the present invention is to describe a simplified spectral analysis system making it possible to obtain, simultaneously, on its N outputs, the N lines of the discrete Fourier transform of dimension N,
Figure img00020001

k variant from O to N-1, from a complex input sequence {an, an = xn + jyn} and successively receiving pairs of binary variables, Xn and Yn, representing respectively the real part xn and the imaginary part yn of the input sequence {an an consisting of the successive samples of the signal to be analyzed, but which only uses fundamental logic circuits of wide distribution.

Selon l'invention, le système simplifié d'analyse spectrale comporte, à l'entrée, un ensemble en cascade, transformateur de coordonnées rectangulaire-polaire et transcodeur recevant les composantes numérisées X et Y , des échantillons du signal à analyser et
n n fournissant, à N voies identiques, les valeurs numérisées #n de la phase n des échantillons de ce signal.Ces N voies sont composées chacune d'un rotateurde phase constitué par un additionneur-soustracteur binaire réalisant les soustractions binaires Hk,n = en - N*Fk ou les
additions binaires H = # + N#G1, représentant la rotation de phase #n - 2# Kn qu'il est nécessaire d'effectuer sur chaque vecteur d'entrée (xn, ), de phase n . Dans ces expressions, N# est la valeur en binaire de l'indice n et les lettres majuscules, indicées, corres- pondent à des valeurs en binaire.Ces rotateurs de phase sont suivis d'un convertisseur de coordonnées polaire-rectangulaire fournissant,,à partir des phases Hk,n reçues des rotateurs de phase, les composantes binaires Xk,n et Yk,n, du vecteur unitaire représenté par le nombre complexe

Figure img00030001
According to the invention, the simplified spectral analysis system comprises, at the input, a cascade assembly, rectangular-polar coordinate transformer and transcoder receiving the digitized components X and Y, samples of the signal to be analyzed and
nn supplying, with N identical channels, the digitized values #n of the phase n of the samples of this signal. These N channels are each composed of a phase rotator constituted by a binary adder-subtractor carrying out the binary subtractions Hk, n = in - N * Fk or the
binary additions H = # + N # G1, representing the phase rotation #n - 2 # Kn that it is necessary to perform on each input vector (xn,), of phase n. In these expressions, N # is the binary value of the index n and the uppercase letters, indexed, correspond to binary values. These phase rotators are followed by a polar-rectangular coordinate converter providing ,, from the phases Hk, n received from the phase rotators, the binary components Xk, n and Yk, n, of the unit vector represented by the complex number
Figure img00030001

Ces voies comportent ensuite un sommateur double
réalisant la sommation des N composantes en quadrature, reçues succes-
sivement, puis un calculateur de module recevant les variables binaires de sorties h et EYk fournies par les sommateurs doubles et fournissant la variable binaire représentant le module z qc de la raie d'indice k.Les N rotateurs de phase reçoivent d'autre part, sur leur deuxième entrée, les angles de rotation de phase associés à la voie, d'indice k, considérée et au numéro d'échantillon, d'indice n, reçu. Ces angles de rotation de phase sont fournis par N dispositifs de génération de ces phases, chacun étant associe à un rotateur de phase.
These channels then include a double adder
performing the summation of the N components in quadrature, received successively
sively, then a modulus calculator receiving the binary output variables h and EYk supplied by the double summers and supplying the binary variable representing the modulus z qc of the line of index k. The N phase rotators receive on the other hand, on their second input, the phase rotation angles associated with the channel, of index k, considered and with the sample number, of index n, received. These phase rotation angles are provided by N devices for generating these phases, each being associated with a phase rotator.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où - la figure I représente un schéma d'un dispositif d'analyse spectrale
selon l'invention; - la figure 2 représente le transformateur de coordonnées rectangulaire-
polaire utilisé dans ce dispositif d'analyse; - la figure 3 représente une série de quatre graphes permettant.
The invention will be better understood and other characteristics will appear with the aid of the description below and the accompanying drawings in which - FIG. I represents a diagram of a spectral analysis device.
according to the invention; - figure 2 represents the rectangular coordinate transformer -
polar used in this analysis device; - Figure 3 shows a series of four graphs allowing.

d'expliquer le fonctionnement de ce transformateur de coordonnées; - la figure 4 représente un cinquième graphe permettant d'expliquer le
fonctionneuant de ce transformateur de coordonnées; - la figure 5 représente le dispositif de rearrangemewt binaire utilisé
dans ce dispositif d'analyse; - la figure 6 représente un graphe permettant de comprendra le fonction
nement du dispositif de réarrangement binaire utilisé dans ce dispa sitif danalyse; ; la figure 7 représente un graphe permettant d'expliquer le fonction
nement des transformateurs de coordonnées polaire-rectangulaire,
utilisés dans ce dispositif d'analyse; la figure 8 représente une partie détaillée de la figure 1; - la figure 9 représente une variante de la meme partie détaillée de
la figure 1; - la figure 10 représente un schéma dsun dispositif d'analyse spectrale
en mode linéaire, selon la présente invention ; et - les figures 11 et 12 représentent les réponses amplitude-fréquence de
la première sortie d'analyse pour deux types d'intégrateurs de sortie
et dans le cadre d'un dispositif d'analyse, tel celui représenté à la
figure 10.
explain the operation of this coordinate transformer; - figure 4 represents a fifth graph making it possible to explain the
working of this coordinate transformer; - figure 5 shows the binary rearranging device used
in this analysis device; - Figure 6 represents a graph making it possible to understand the function
development of the binary rearrangement device used in this analysis device; ; FIG. 7 represents a graph making it possible to explain the function
development of transformers with polar-rectangular coordinates,
used in this analysis device; Figure 8 shows a detailed part of Figure 1; - Figure 9 shows a variant of the same detailed part of
figure 1; - Figure 10 shows a diagram of a spectral analysis device
in linear mode, according to the present invention; and - Figures 11 and 12 represent the amplitude-frequency responses of
the first analysis output for two types of output integrators
and as part of an analysis device, such as the one shown in
figure 10.

Le schéma du dispositif d'analyse spectrale par exploitation de phase, selon la présente invention, est représenté sur la figure 1. The diagram of the spectral analysis device by phase exploitation, according to the present invention, is shown in FIG. 1.

il comporte un transformateur de coordonnées rectangulaireapolaire RP, recevant les variables binaires X et Y codées sur p éléments binaires
n n et représentant respectivement la partie réelle xn et la partie imaginaire yn de l'échantillon, du signal reçu indice n. Ce transfor- mateur de coordonnées fournit les éléments binaires An, Bn, Cn et Dn correspondant à la phase de ce signal reçu.Ces éléments binaires sont fournis à un transcodeur RB réalisant une réorganisation binaire et fournissant des éléments binaires Rn S et T tels que le nombre
n n binaire R S T n soit "proportionnel" a la phase du signal reçu, l'axe
nn réel étant pris comme origine des phases. Le système décrit ici est un analyseur de spectre à huit éléments binaires (N = 8), correspondant aux huit échantillons an = xn + jyn reçun successivement sur l'entrée du transformateur de coordonnées RP et qui fournit donc simultanément huit raies ou canaux distincts. A partir du système à base 8 décrit, il est possible d'extrapoler à des systèmes travaillant sur des bases supérieures comme 16 ou 32.
it comprises a rectangular-pole coordinate transformer RP, receiving the binary variables X and Y coded on p binary elements
nn and respectively representing the real part xn and the imaginary part yn of the sample, of the received signal index n. This coordinate transformer supplies the binary elements An, Bn, Cn and Dn corresponding to the phase of this received signal. These binary elements are supplied to a transcoder RB performing a binary reorganization and supplying binary elements Rn S and T such as the number
nn binary RST n is "proportional" to the phase of the signal received, the axis
nn real being taken as the origin of the phases. The system described here is a spectrum analyzer with eight binary elements (N = 8), corresponding to the eight samples an = xn + jyn received successively on the input of the coordinate transformer RP and which therefore simultaneously provides eight distinct lines or channels. From the base 8 system described, it is possible to extrapolate to systems working on higher bases like 16 or 32.

Il s'agit donc ici de calculer le module on n et la phase fn des éléments an de la suite complexe d'entrée {an} ceux-ci étant reçus sous la forme an = xn + jyn. Ce module et cette phase seront ensuite utilises pour effectuer de façon simple les multiplications du type

Figure img00040001

que l'on trouve dans l'expression de la transformée de Fourier discrète de dimension N
Figure img00040002
It is therefore a question here of calculating the modulus on n and the phase fn of the elements an of the complex input sequence {an}, these being received in the form an = xn + jyn. This module and this phase will then be used to carry out the multiplications of the type
Figure img00040001

that we find in the expression of the discrete Fourier transform of dimension N
Figure img00040002

On peut réaliser cette transformation de façon simple si on accepte un pas de numérisation important.A partir du choix d'un système travaillant sur les coordonnées polaires p et #, c'est donc au niveau des transformations rectangulaire-polaire et polaire-rectangulaire que la solution selon la présente invention réalise la simplification du système. We can achieve this transformation in a simple way if we accept a large digitization step. From the choice of a system working on the polar coordinates p and #, it is therefore at the level of the rectangular-polar and polar-rectangular transformations that the solution according to the present invention achieves the simplification of the system.

Cette simplification entraîne, bien entendu, une perte d'information mais celle-ci peut être amplement justifiée pour certains types de matériel eu égard à son faible coût de réalisation. This simplification naturally entails a loss of information, but this can be amply justified for certain types of equipment having regard to its low production cost.

Le fonctionnement de ces deux premiers étages va maintenant être expliqué à l'aide des figures 2 à 6. Comme represertte sur la figure 3, le plan complexe est divisé en huit domaines par quatre comparateurs binaires Cl, C2, C3 et C4 qui composent le transformateur de coordonnées rectangulaire-polaire RP représenté sur l'es figures t et 2. Ces comparateurs réalisent respectivement les opérations suivantes: A = 1 pour Y # 0; B = 1 pour Y # X; C = 1 pour X#0 et D - 1 pour X # -Y. Comme représenté sur la figure 4, chaque domaine, correspondant à un huitième du plan complexe, est donc associé à un nombre binaire ABCD à quatre éléments binaires.Pour chaque échantillon (.X Yn) reçu, ce transformateur de coordonnées fournit quatre éléments binaires An, Bn, Cn, D représentatifs de la phase + de cet
n échantillon.
The operation of these first two stages will now be explained with the aid of Figures 2 to 6. As shown in Figure 3, the complex plane is divided into eight domains by four binary comparators C1, C2, C3 and C4 which make up the rectangular-polar coordinate transformer RP shown in figures t and 2. These comparators respectively carry out the following operations: A = 1 for Y # 0; B = 1 for Y # X; C = 1 for X # 0 and D - 1 for X # -Y. As represented in FIG. 4, each domain, corresponding to one eighth of the complex plane, is therefore associated with a binary number ABCD with four binary elements. For each sample (.X Yn) received, this coordinate transformer provides four binary elements An , Bn, Cn, D representative of the + phase of this
n sample.

Le transcodeur RB, représenté sur les figures I et 5, reçoit: ces quatre éléments binaires A, B, C et D et transforme ce nombre binaire ABCD en un nouveau nombre binaire = EST, à trois éléments binaires R, S et T, associé à la même portion de plan complexe mais tel qu'il soit t'proportionnel" à la phase # de l'échantillon considéré du signal reçu. Pour huit échantillons numérisés successifs (X , Yn), n = 0 à 7, ce transcodeur fournira donc huit nombres binaires successifs #n = RnSnTn représentant les phases #n de ces échantillons il peut être constitué simplement par une mémoire morte ou mémoire ROM. The transcoder RB, shown in Figures I and 5, receives: these four binary elements A, B, C and D and transforms this binary number ABCD into a new binary number = EST, with three binary elements R, S and T, associated to the same portion of the complex plane but such that it is proportional "to the phase # of the sample considered of the received signal. For eight successive digitized samples (X, Yn), n = 0 to 7, this transcoder will provide therefore eight successive binary numbers #n = RnSnTn representing the phases #n of these samples it can be constituted simply by a read only memory or ROM memory.

Comme représenté sur la figure 1, la phase #n de l'énchan-
tillon d'indice n du signal est fournie à chacun des soustracteurs binaires d'une batterie de soustracteurs binaires ou rotateurs de phase ADO à AD7, permettant de réaliser simultanément huit rotations
de phase.Cette batterie de soustracteurs permet de calculer de façon simple les huit produits du type

Figure img00050001

k variant de O à 7 entrant dans l'expression de la transformée de Fourier discrète de dimension 8,
Figure img00050002

puisqu'il suffit ici de calculer les phases hk,n = #n - 2rk n, pour les huit valeurs possibles de k
il s'agit donc de faire effectuer au vecteur signal d'indice 0 (x0, y0) huit rotations de phase identiquement nulles, au vecteur signal d'indice 1 (x1, Y1), de phase #1, les rotations de phase f0 = 0, f1 = 2# 1, f2 = 2# 2, ..., fk = 2# k, ..., f7 = 2# 7 dans le
8 8 8 8 sens négatif, au vecteur signal d'indice 2 (x2, Y2) de phase #2, les rotations de phase 2f0 = 0, 2f1, 2f2, ..., 2fk, ..., 2f7, dans le sens négatif, etc.. Parallèlement à la création des codes binaires utilisés pour décrire les phases #n = RnSnTn des échantillons du signal, huit valeurs de rotation fondamentales de phase sont donc crées F0, F1, F2, ..., F Fk ... et F7, valant 0,1, 2, ...9 7. Elles permettent d'obtenir les phases cherchées (hk,n 0 #n - 2#k n) par soustraction à chaque
8 vecteur siganl, de phase #n = RnSnTn, d'un multiple de chacune de ces rotations de phase fondamentales.On obtient Hk,n = n - N#Fk, ou N# est la valeur en binaire de l'indice n. Ces décréments de phase F et les décrements de phase complémentaires Gk s'écrivent en binaire
F0 = 000 G0 = 000 = G8
F1 = 001 ci = 111
F2 = 010 G2 = 110
F3 = 011 G3 = 101
F4 = 100 G4 = 100
Es = 101 G5 = 011
F6 = 110 G6 = 010
F7 = III G7 = 001.As shown in Figure 1, phase #n of the exchan-
The index n of the signal is supplied to each of the binary subtractors of a bank of binary subtractors or phase rotators ADO to AD7, allowing eight rotations to be carried out simultaneously
This battery of subtractors makes it possible to calculate in a simple way the eight products of the type
Figure img00050001

k varying from 0 to 7 entering the expression of the discrete Fourier transform of dimension 8,
Figure img00050002

since it suffices here to calculate the phases hk, n = #n - 2rk n, for the eight possible values of k
it is therefore a matter of making the signal vector of index 0 (x0, y0) perform eight identically zero phase rotations, to the signal vector of index 1 (x1, Y1), of phase # 1, the phase rotations f0 = 0, f1 = 2 # 1, f2 = 2 # 2, ..., fk = 2 # k, ..., f7 = 2 # 7 in the
8 8 8 8 negative direction, at the vector signal of index 2 (x2, Y2) of phase # 2, the phase rotations 2f0 = 0, 2f1, 2f2, ..., 2fk, ..., 2f7, in the negative direction, etc. In parallel with the creation of the binary codes used to describe the phases #n = RnSnTn of the samples of the signal, eight fundamental phase rotation values are therefore created F0, F1, F2, ..., F Fk. .. and F7, equal to 0.1, 2, ... 9 7. They make it possible to obtain the sought phases (hk, n 0 #n - 2 # kn) by subtraction at each
8 vector siganl, of phase #n = RnSnTn, of a multiple of each of these fundamental phase rotations. We obtain Hk, n = n - N # Fk, where N # is the binary value of the index n. These phase decrements F and the complementary phase decrements Gk are written in binary
F0 = 000 G0 = 000 = G8
F1 = 001 ci = 111
F2 = 010 G2 = 110
F3 = 011 G3 = 101
F4 = 100 G4 = 100
Es = 101 G5 = 011
F6 = 110 G6 = 010
F7 = III G7 = 001.

Ces décréments de phase complémentaires Gk, ou incréments de phase, permettent de remplacer les soustracteurs ADO à AD7 par des additionneurs ADO' à AD7'. Les phases cherchées s'écrivent alors en binaire: Hk,n = # + N#Gk. These complementary phase decrements Gk, or phase increments, make it possible to replace the subtractors ADO to AD7 by adders ADO 'to AD7'. The phases sought are then written in binary: Hk, n = # + N # Gk.

Sur la figure 1, est représentée cette batterie de soustracteurs ADO à AD7. Chacun de ces sons tracteurs reçoit, d'une part, la phase #n = RnSnTn du nième échantillon du vecteur signal et, d'autre part, l'une des valeurs, N#F0 à N*F7, obtenue à partir d'une des huit valeurs fondamentales, F0 à F7, précédemment définies. In FIG. 1, this battery of subtractors ADO to AD7 is shown. Each of these tractor sounds receives, on the one hand, the phase #n = RnSnTn of the nth sample of the signal vector and, on the other hand, one of the values, N # F0 to N * F7, obtained from one of the eight core values, F0 to F7, previously defined.

La figure 8 représente, d'une part, une partie de la' figure 1 avec les soustracteurs ADO, ADI, AD2, ... et, d'autre part, les dispositifs, R1, Si et R2, S2, permettant d'obtenir, à chaque signal
d'horloge et à partir des rotations fondamentales précédemment définies,
les valeurs de phase NOFO, N'F1, NF2 . # # qui doivent etre retranchées au vecteur d'entrée au cours du nième signal d'horloge Le premier soustracteur ADO reçoit directement la valeur fondamentale de phase F0 = N#F0, soit F0 = 000.Le deuxième soustracteur AD1 reçoit la valeur de phase N#F1, obtenue à partir de la valeur fondamentale F1 et fournie par le premier additionneur Si Ce premier additionneur SI reçoit sur sa première entrée la valeur fondamentale de phase F1 et, sur se deuxième entrée, la sortie d'un registre à décalage R1.Ce registre à décalage reçoit lui-même sur son entrée le signal de sortie de ce premier additionneur A chaque impulsion du signal d'horloge R agissant sur le registre à décalage, l'additionneur S1 fournit sur sa sortie une nouvelle somme, incrémentée du nombre binaire F1. Si le registre R1 est remis à zéro à la première impulsion d'horloge, pour la réception de l'échantillon d'indice 0, et la première entrée de l'additionneur S1 inhibée, la première valeur fournie au soustracteur ADI sera identiquement nulle.Ensuite, la deuxième valeur sera égale à F1, la troisième valeur sera égale à 2F1, et à l'instant d'apparition de l'échantillon d'indice n, la valeur fournie au soustracteur AD1 sera bien N4F1. De la méme façon, le dispositif R25 S2, constitué d'un deuxième registre à décalage R2 et d'un deuxième additionneur 52, fournira au sous tracteur AD2, successivement, les nombres binaires 0,
F2, 2F2, ..., N#F2.
Figure 8 shows, on the one hand, part of figure 1 with the subtractors ADO, ADI, AD2, ... and, on the other hand, the devices, R1, Si and R2, S2, allowing to get, at every signal
clock and from the fundamental rotations previously defined,
the phase values NOFO, N'F1, NF2. # # which must be subtracted from the input vector during the nth clock signal The first subtracter ADO directly receives the fundamental phase value F0 = N # F0, i.e. F0 = 000 The second subtracter AD1 receives the phase value N # F1, obtained from the fundamental value F1 and supplied by the first adder Si This first adder SI receives on its first input the fundamental phase value F1 and, on its second input, the output of a shift register R1 This shift register itself receives on its input the output signal of this first adder.With each pulse of the clock signal R acting on the shift register, the adder S1 provides on its output a new sum, incremented by binary number F1. If the register R1 is reset to zero at the first clock pulse, for the reception of the sample of index 0, and the first input of the adder S1 inhibited, the first value supplied to the subtracter ADI will be identically zero. Then, the second value will be equal to F1, the third value will be equal to 2F1, and at the instant of appearance of the sample of index n, the value supplied to the subtracter AD1 will indeed be N4F1. In the same way, the device R25 S2, consisting of a second shift register R2 and a second adder 52, will supply the sub-tractor AD2, successively, with the binary numbers 0,
F2, 2F2, ..., N # F2.

Sur la figure 9, est représentée une variante du dispositif de la figure I avec utilisation d'additionneurs ADO1 à AD7' au lieu de soustracteurs ADO à AD7. Le premier additionneur ADO' devra alors recevoir l'incrément de phase Go = NoGo soit Go = 000, le deuxième additionneur AD1' devra recevoir l'incrément de phase NOG1 d'un ensemble registre-additionneur R1'-S1' et l'additionneur ADK' d'indice k devra recevoir l'incrément de phase N#Gk d'un ensemble registreadditionneur RK'-SK'. In FIG. 9 is shown a variant of the device of FIG. I with the use of adders ADO1 to AD7 'instead of subtractors ADO to AD7. The first adder ADO 'should then receive the phase increment Go = NoGo, i.e. Go = 000, the second adder AD1' should receive the phase increment NOG1 from a register-adder unit R1'-S1 'and the adder ADK 'of index k must receive the phase increment N # Gk of a registreadder set RK'-SK'.

Comme représenté sur la figure 1, chacun des soustracteurs, ADO à AD7, fournit son nombre binaire de sortie Ho n à H7,n à un convertisseur de coordonnées, PRO à PR7. Le convertisseur de coordonnées d'indice k reçoit les nombres binaires à trois éléments binaires Hk,n proportionnels à un angle de phase et fournit les paires de composantes
orthogonales (Xk,n, Yk,n) La façon dont est réalisée cette conversion,
de coordonnées polaires en coordonnées rectangulaires, peut etre
comprise en se reportant à la figure 7 et au tableau ci-après

Figure img00080001
As represented in FIG. 1, each of the subtractors, ADO to AD7, supplies its output binary number Ho n to H7, n to a coordinate converter, PRO to PR7. The coordinate converter of index k receives the three-bit binary numbers Hk, n proportional to a phase angle and outputs the component pairs
orthogonal (Xk, n, Yk, n) The way in which this conversion is carried out,
from polar coordinates to rectangular coordinates, can be
understood by referring to figure 7 and the table below
Figure img00080001

Numérotation <SEP> Hk,n <SEP> Xk,n <SEP> Yk,n
<tb> <SEP> décimale
<tb> <SEP> O <SEP> 000 <SEP> + <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 001 <SEP> + <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 1
<tb> <SEP> 2 <SEP> 010 <SEP> O <SEP> + <SEP> 1 <SEP> 91 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 011 <SEP> ~ <SEP> <SEP> 1
<tb> <SEP> 4 <SEP> 100 <SEP> -1 <SEP> O <SEP>
<tb> <SEP> 5 <SEP> 101 <SEP> - <SEP> I <SEP> -1 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 110 <SEP> O <SEP> - <SEP>
<tb> 7 <SEP> 111 <SEP> + <SEP> <SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1 <SEP>
<tb>
Tous les vecteurs, dont le code binaire de phase est 000 et qui sont donc compris dans le premier huitième de plan, sont associés à un angle de phase nul # = O et auront pour abscisse X =+ 1 et pour ordonnée Y = O. Tous les vecteurs, dont le code binaire de phase est 001 et qui sont donc compris dans le deuxième huitième de plan, sont associés à un angle de phase de # et auront pour abscisse X= +1 et pour
8 ordonnée Y + 1... etc.
Numbering <SEP> Hk, n <SEP> Xk, n <SEP> Yk, n
<tb><SEP> decimal
<tb><SEP> O <SEP> 000 <SEP> + <SEP> O <SEP>
<tb><SEP> 001 <SEP> + <SEP> 1 <SEP> + <SEP> 1
<tb><SEP> 2 <SEP> 010 <SEP> O <SEP> + <SEP> 1 <SEP> 91 <SEP>
<tb> 3 <SEP> 011 <SEP> ~ <SEP><SEP> 1
<tb><SEP> 4 <SEP> 100 <SEP> -1 <SEP> O <SEP>
<tb><SEP> 5 <SEP> 101 <SEP> - <SEP> I <SEP> -1 <SEP>
<tb> 6 <SEP> 110 <SEP> O <SEP> - <SEP>
<tb> 7 <SEP> 111 <SEP> + <SEP><SEP> 1 <SEP> - <SEP> 1 <SEP>
<tb>
All the vectors, whose binary phase code is 000 and which are therefore included in the first eighth of a plane, are associated with a zero phase angle # = O and will have X = + 1 as abscissa and Y = O for ordinate. All the vectors, whose binary phase code is 001 and which are therefore included in the second eighth of a plane, are associated with a phase angle of # and will have for abscissa X = +1 and for
8 ordinate Y + 1 ... etc.

L'analyse spectrale à ce stade n'est pas encore achevée. Il faut intégrer les échantillons de chacun des couples de sorties des convertisseurs de coordonnées PRO à PR7. Cette opération détermine la bande passante de chaque filtre. Le premier convertisseur de coordonnées PRO est suivi par un intégrateur double #0 recevant la suite X0,n et la suite Y0,n de nombres binaires et fournissant les sommes #X0 et #Y0. Le deuxième convertisseur de coordonnées PRI est suivi par un intégrateur double Si recevant la suite X1 n et la suite Y1,n de nombres binaires et fournissant les sommes #X1 et SY -Le kieme convertisseur de coordonnées PRK est suivi par un intégrateur double #K recevant la suite X1,k et la suite Y1,k de nombres binaires et fournissant les sommes #Xk et #Yk. Spectral analysis at this stage is not yet complete. It is necessary to integrate the samples of each of the pairs of outputs of the coordinate converters PRO to PR7. This operation determines the bandwidth of each filter. The first coordinate converter PRO is followed by a double integrator # 0 receiving the sequence X0, n and the sequence Y0, n of binary numbers and providing the sums # X0 and # Y0. The second PRI coordinate converter is followed by a double integrator Si receiving the sequence X1 n and the sequence Y1, n of binary numbers and providing the sums # X1 and SY - The kth coordinate converter PRK is followed by a double integrator #K receiving the sequence X1, k and the sequence Y1, k of binary numbers and providing the sums #Xk and #Yk.

A ce stade, plusieurs types d'intégrations peuvent être imaginés, par exemple - une intégration transversale de huit échantillons non pondérés
réalisant la transisttance en z suivante
I1(z) = 1 + z-1 + z-2 + z-3 + z-4 + z-6 + z-7
dont le gain est égal à 8, correspondant à trois éléments binaires
supplémentaires qu'il faudra prévoir dans les calculs au-dessus des
poids forts de l'entrée; il faudra abandonner en sortie l'élément
binaire de plus faible poids, comme on le verra par la suite ; ou une intégration transversale de huit échantillons successifs pondérés
réalisant la transmittance en z suivante ::
I2(z) = b0+ b1z-1 +b2z-2 + b3z-3 +b4z-4 + b5z-5 +b6z-6
-7
+ b7 z
dans laquelle les coefficients de pondération sont choisis de façon
simple et pour laquelle il faudra aussi prévoir, suivant le gain égal
à la somme des coefficients b0 à b7, deux ou trois éléments binaires
supplémentaires auodessus des poids forts de l'entrée ; ou une intégration transversale récursive du premier ordre représentée
par la transmittance en z suivante

Figure img00090001

- une intégration transversale récursive du deuxième ordre qui procure
des flancs plus raides et qui est représentée par la transmittance en z suivante
Figure img00090002
At this stage, several types of integrations can be imagined, for example - a transverse integration of eight unweighted samples
realizing the following transisttance in z
I1 (z) = 1 + z-1 + z-2 + z-3 + z-4 + z-6 + z-7
whose gain is equal to 8, corresponding to three binary elements
additional that will have to be included in the calculations above the
strong weights of the entrance; you will have to drop the element
least significant binary, as we will see later; or a transverse integration of eight successive weighted samples
performing the following z-transmittance:
I2 (z) = b0 + b1z-1 + b2z-2 + b3z-3 + b4z-4 + b5z-5 + b6z-6
-7
+ b7 z
in which the weighting coefficients are chosen in such a way
simple and for which it will also be necessary to envisage, according to the equal gain
to the sum of the coefficients b0 to b7, two or three binary elements
additional above the heavy weights of the entrance; or a first order recursive transverse integration represented
by the following z-transmittance
Figure img00090001

- a second order recursive transversal integration which provides
steeper flanks and which is represented by the following z-transmittance
Figure img00090002

Tous ces types d'intégrateurs sont bien connus. Ils sont ici donnés à titre d'exemple et ne font pas partie de l'invention. All of these types of integrators are well known. They are given here by way of example and do not form part of the invention.

Le dispositif d'analyse spectrale est complété par des calculateurs de module de sortie, NO à M7, chacun placé à la sortie d'un des intégrateurs doubles, 50 à S7, et recevant de celui-ci les composantes #Xk et SYk fournies. Chaque composante spectrale est ici "détectée" par un opérateur module simplifié du type:

Figure img00090003

ou ##Xk# et ##Yk# représentent respectivement les valeurs absolues: des nombres E et SYk. The spectral analysis device is completed by output module computers, NO to M7, each placed at the output of one of the double integrators, 50 to S7, and receiving therefrom the components #Xk and SYk supplied. Each spectral component is here "detected" by a simplified module operator of the type:
Figure img00090003

where ## Xk # and ## Yk # respectively represent the absolute values: numbers E and SYk.

Ces calculateurs de module sont constitues d'un unique additionneur ne recevant pas les éléments binaires de signe et ne fournissant pas son élément binaire de plus faible poids de façon à effectuer une division par deux. Cette division peut aussi être effectuée en supprimant à l'entrée le bit de plus faible poids des variables d'entrée SXk et #Yk (figure 10). These module calculators are made up of a single adder not receiving the sign binary elements and not providing its least significant binary element so as to perform a division by two. This division can also be carried out by removing the least significant bit from the input variables SXk and #Yk at the input (figure 10).

A partir du sytème base 8, il est possible d'extrapoler à des systèmes travaillant sur des dimensions supérieures, par exemple 16 ou 32. Une solution base 16 peut être obtenue - en décalant les huit filtres d'un angle # = 16 par une translation
de fréquence obtenue par sen système récursif de rotation de phase; - en réduisant conjointement la bande passante des intégrateurs dans
un rapport 2 (intégration transversale d'ordre 16 ou intégration
récursive avec des coefficients différents).
From the base 8 system, it is possible to extrapolate to systems working on larger dimensions, for example 16 or 32. A base 16 solution can be obtained - by shifting the eight filters by an angle # = 16 by a translation
frequency obtained by its recursive phase rotation system; - by jointly reducing the bandwidth of integrators in
a ratio 2 (transversal integration of order 16 or integration
recursive with different coefficients).

Il est possible de réaliser une version plus complete de ce système d'analyse spectrale. Cette nouvelle version conserve l'information d'amplitude du signal reçu contrairement à la version précédemment décrite dans laquelle, dans un but de simplification, chaque échantillon reçu etait codé uniquement en phase. It is possible to realize a more complete version of this spectral analysis system. This new version keeps the amplitude information of the signal received unlike the version previously described in which, for the sake of simplification, each sample received was coded only in phase.

La figure 10 représente le schéma d'un tel dispositif d'analyse utilisant le module on du signal d'entrée: Lorsque l'analyse spectrale est désirée dans un mode linéaire, il est nécessaire de reconstituer l'amplitude du signal en utilisant ce module du signal d'entrée avant intégration. Ce nodule est calculé par un calculateur de module CM, dans le format d'entrée, à partir d'une formule approchée du type

Figure img00100001
FIG. 10 represents the diagram of such an analysis device using the on module of the input signal: When the spectral analysis is desired in a linear mode, it is necessary to reconstruct the amplitude of the signal using this module of the input signal before integration. This nodule is calculated by a CM module calculator, in the input format, from an approximate formula of the type
Figure img00100001

Ce calculateur de module reçoit donc les échantillons numé risés du signal d'entrée sous la forma de variables binaires X et Y
n n qui lui sont transmises sans leur élément binaire de signet fournit la valeur binaire approchée M du module p . il est constitué uniquement
n n d'un additionneur binaire.
This module calculator therefore receives the digitized samples of the input signal in the form of binary variables X and Y
nn which are transmitted to it without their binary bookmark element provides the approximate binary value M of the module p. it is made up only
nn of a binary adder.

Le calcul de la transformée de Fourier discrète de dimension N

Figure img00100002

est toujours reallse comme dans le cas de la figure I en effectuant tout d'abord les opérations sur les phases par le transformateur de coordonnées rectangulairepolaire RP, le dispositif de réarrangment binaire RB et la batterie d'additionneurs ADO' à AD7, ou la batterie de soustracteurs ADO à AD7 selon la variante choisie (figures 8 et 9).The computation of the discrete Fourier transform of dimension N
Figure img00100002

is always carried out as in the case of figure I by first performing the operations on the phases by the rectangularpolar coordinate transformer RP, the binary rearrangement device RB and the battery of adders ADO 'to AD7, or the battery of subtractors ADO to AD7 according to the chosen variant (figures 8 and 9).


Les opérateur exponentiels, de phases #n - 2#kn, sont
N convertis chacun, par les convertisseurs polaire-rectangulaire, PRO à
PR7, en un nombre complexe de module unitaire, codé selon le schéma de la figure 7. Le module approché M de l'échantillon considéré est alors
n introduit sur chacune des composantes X,n Y # fournies par cette batterie de convertisseurs polaire-rectangulaire. Ce sont. les multiplieurs binaires doubles Mû à M7 qui sont utilisés pour réinjecter le module approché M dans chacune des voies. Ces multiplieurs doubles
n opèrant sur les deux composantes Xk,n et Yk,n fournies par le transformateur de coordonées correspondant PRK.Les composantes, en mode linéaire, fournies Mn Xk,n et Mn Yk,n sont ensuite, comme dans le cas de la figure 1, intégrées dans des sommateurs 50 à S79 puis un calcul de module est réalisé par les calculateurs de module CMO à CM7
Si les échantillons X et Y du signal d'entrée sont numérisés
n n sur p éléments binaires, le module approché Mn sera donné avec p-1 élémants binaires et, les composantes Xk,n et Yk,n étant fornies sur deux éléments binaires dont un de signe, les composantes en mode linéaire Mn Xk,n et Mn Yk,n comporteront donc p éléments binaires
Ces composantes sont obtenues de façon évidente par des multiplieurs binaires classiques pouvant recevoir des variables d'entrée codées sur respectivement 2 et p-1 éléments binaires. L'intégration des composantes obtenues fournit les composantes en quadrature des raies sous la forme de variables binaires à p+3 éléments binaires, p+2 éléments binaires étant transmis au calculateur de module pour effectuer une division par 2 à l'entrée.Chaque composante spectrale obtenue est détectée par un calculateur de module CMO à CM7, fournissant les modules approchés #Ak#
La figure il représente la réponse amplitude frequence du dispositif d'analyse spectrale représenté sur la figure 10, dans le cas d'une intégration transversale de huit échantillons successifs non pondérés. le signal représenté en trait continu correspond à la sortie de la voice d'indice zéro fournissant le module #A0# de la première raie.

The exponential operators, of phases #n - 2 # kn, are
N each converted by the polar-to-rectangular converters, PRO to
PR7, in a complex number of unit modulus, coded according to the diagram of FIG. 7. The approximate modulus M of the sample considered is then
n introduced on each of the components X, n Y # supplied by this battery of polar-rectangular converters. Those are. the double binary multipliers Mû to M7 which are used to reinject the approximate module M into each of the channels. These double multipliers
n operating on the two components Xk, n and Yk, n supplied by the corresponding coordinate transformer PRK. The components, in linear mode, supplied Mn Xk, n and Mn Yk, n are then, as in the case of figure 1 , integrated in summers 50 to S79 then a module calculation is carried out by the module computers CMO to CM7
If the X and Y samples of the input signal are digitized
nn on p binary elements, the approximate modulus Mn will be given with p-1 binary elements and, the components Xk, n and Yk, n being given on two binary elements including one of sign, the components in linear mode Mn Xk, n and Mn Yk, n will therefore have p binary elements
These components are obviously obtained by conventional binary multipliers able to receive input variables coded on respectively 2 and p-1 binary elements. The integration of the components obtained provides the quadrature components of the lines in the form of binary variables with p + 3 binary elements, p + 2 binary elements being transmitted to the module calculator to perform a division by 2 at the input. spectral obtained is detected by a module calculator CMO to CM7, providing the approximate modules # Ak #
FIG. 11 represents the amplitude-frequency response of the spectral analysis device represented in FIG. 10, in the case of a transverse integration of eight successive unweighted samples. the signal represented in solid line corresponds to the output of the voice of index zero supplying the module # A0 # of the first line.

L'amplitude de cette raie est reportée en ordonnée, en décibels, et la fréquence normalisée en abscisse. La fréquence normalisée limite ou fréquence i correspond à la fréquence de récurrence. Les signaux représentés an traits pointillés représentent les différentes réponses des voies d'indices 1 à N-i. Pour ne pas alourdir la figure, saule la partie supérieure du lobe principal fournie par ces voies a ici été représentée Chacun de ces lobes principaux fournis par ces différentes voies sont décalés entre eux du huitième de la fréquence normalisée.The amplitude of this line is plotted on the ordinate, in decibels, and the normalized frequency on the abscissa. The normalized limit frequency or frequency i corresponds to the recurrence frequency. The signals represented by dotted lines represent the different responses of the channels of indices 1 to N-i. In order not to weigh down the figure, the upper part of the main lobe supplied by these channels has been shown here. Each of these main lobes supplied by these different channels are offset from one another by one eighth of the normalized frequency.

La figure 12 représente la réponse amplitude-fréquence du dispositif d'analyse spectrale représenté sur la figure 10 dans le cas
d1une intégration transversale récursive du premier ordre Le signal
représenté en trait continu correspond aussi à la sortie de la première
voie fournissant le module #A0# de la première raie. Les signaux représentés en pointillés correspondent aux sorties des voies 1 à N 1.
FIG. 12 represents the amplitude-frequency response of the spectral analysis device represented in FIG. 10 in the case
of a first order recursive transverse integration The signal
shown in solid line also corresponds to the output of the first
channel providing the # A0 # module of the first line. The signals shown in dotted lines correspond to the outputs of channels 1 to N 1.

Ces réponses sont ici reportées dans les mimes conditions que celles de la figure 11.These responses are reported here under the same conditions as those in Figure 11.

On constate que, malgré les approximations successives9 on obtient bien les allures classiques des signaux fournis par les analyseurs de spectres connus. It can be seen that, despite the successive approximations9, the conventional shapes of the signals supplied by known spectra analyzers are indeed obtained.

Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre de réalisations particulières, il est clair qu'elle n'est pas limitée auxdits exemples et qu'elle est susceptible de modifications ou de variantes sans sortir de son domaine. Par exemple, le nombre de raies ou canaux fournis pouvant entre différent de 8, le nombre de compo rateurs binaires, constituant le convertisseur de coordonnées rectangulairepolaire, pourrait etre modifié pour diminuer ou augmenter le pas de numérisation des phases du signal. Although the present invention has been described in the context of particular embodiments, it is clear that it is not limited to said examples and that it is susceptible of modifications or variations without going beyond its scope. For example, since the number of lines or channels provided can be between different from 8, the number of binary compo rators, constituting the rectangular-polar coordinate converter, could be modified to reduce or increase the digitization step of the phases of the signal.

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Système simplifié d'analyse spectrale permettant d'obtenir, simultanément sur ses N sorties, les N raies de la transformée de 1. Simplified spectral analysis system making it possible to obtain, simultaneously on its N outputs, the N lines of the transform of Fourier discrete de dimension N,Discrete Fourier of dimension N,
Figure img00130001
Figure img00130001
k variant de 0 à k varying from 0 to N-1, d'une suite complexe d'entrée {a, a = x + iy} et recevant successivement des couples de variables binaires K et Y représentantN-1, from a complex input sequence {a, a = x + iy} and successively receiving pairs of binary variables K and Y representing n n respectivement la partie réelle xn et la partie imaginaire yn de la suite d'entrée {an } constituée par les échantillons successifs du signal à analyser, caractérisé en ce qu'il comporte: à l'entrée un ensemble en cascade transformateur de coordonnées rectangulaire-polaire (RP) et transcodeur )(RB), recevant les composantes numérisées, Xn et Yn, des échantillons du signal à analyser et fournissant, à N voies identiques, les valeurs numériséesw #n de la phase #n des échantillons de ce signal, en ce que ces N voies sont composées chacune d'un rotateur de phase (ADO à AD7 ou ADO' à AD7') constitué par un additionneur-soustracteur binaire réalisant les soustractions binires Hk,n = #n - N+Fk ou les additions binaires Hk,n = #n + N+Gk représentant la rotation de phase #n - 2#kn qu'il est nécessaire d'effectuer sur chaque vecteur nn respectively the real part xn and the imaginary part yn of the input sequence {an} constituted by the successive samples of the signal to be analyzed, characterized in that it comprises: at the input a transformer cascade set of rectangular coordinates -polar (RP) and transcoder) (RB), receiving the digitized components, Xn and Yn, of the samples of the signal to be analyzed and providing, at N identical channels, the digitized values w #n of the phase #n of the samples of this signal , in that these N channels are each composed of a phase rotator (ADO to AD7 or ADO 'to AD7') constituted by a binary adder-subtractor carrying out the binary subtractions Hk, n = #n - N + Fk or the binary additions Hk, n = #n + N + Gk representing the phase rotation #n - 2 # kn that it is necessary to perform on each vector N d'entrée xn, Yn, de phase #n, d'un convertisseur de coordonnées polairerectangulaire (PRO à PR7) fournissant, à partir des phases Hk,n a reçues, des rotateurs de phase, les composantes binaires Xk ;> et Yk,n du vecteur unitaire représenté par le nombre complexe Input N xn, Yn, of phase #n, of a polar-rectangular coordinate converter (PRO to PR7) supplying, from the phases Hk, na received, from the phase rotators, the binary components Xk;> and Yk, n of the unit vector represented by the complex number
Figure img00130002
Figure img00130002
d'un. sommateur- double (50 à 57) réalisant la sommation des N composantes en quadrature reçues successsivement et d'un calculateur de module (CMO à CM7) recevant les variables binaires de sortie #Xk et #Yk fournies par les sommateurs doubles et fournissant la variable binaire représentant le module #Ak# de la raie Ak d'indice k, et en ce que ees N rotateurs de phase reçoivent d'autre part, sur leur dexième entrée, les angles de rotetràee de phase associés à la voie, d'indice k, considérée et au numéro d'échantillon,d'indice n, reçu, ces angles de rotation de phases étant fournis par des dispositifs de génération de ces phases (Ri-S1 à R7-S7 ou R1'-S1' à R7'-S7'), chacun associé à un rotateur de phase (ADO à AD7 of one. double adder (50 to 57) carrying out the summation of the N components in quadrature received successively and from a module calculator (CMO to CM7) receiving the binary output variables #Xk and #Yk supplied by the double summers and providing the variable binary representing the modulus # Ak # of the line Ak of index k, and in that these N phase rotators receive on the other hand, on their second input, the phase rotation angles associated with the channel, of index k, considered and at the sample number, of index n, received, these phase rotation angles being provided by devices for generating these phases (Ri-S1 to R7-S7 or R1'-S1 'to R7' -S7 '), each associated with a phase rotator (ADO to AD7 ou ADO' à AD7'). or ADO 'to AD7').
2. Système simplifié d'analyse spectrale selon la revendi- 2. Simplified spectral analysis system according to claim cation 1, caractérise en ce que les composantes binaires du type Xk,n et Yk,n, fournies par les N convertisseurs polaire rectangulaire (PRO à cation 1, characterized in that the binary components of the type Xk, n and Yk, n, provided by the N rectangular polar converters (PRO to PR7), sont fournies directement sur les entrées respectives des sommateurs (#O à S7) correspondants.PR7), are provided directly on the respective inputs of the corresponding summers (#O to S7). 3. Système simplifié d'analyse spectrale selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'il comporte de plus un calculateur de module (CM) recevant aussi les variables binaires d'entrée Xn et Yn et fornissant une valeur binaire approchée Mn du module #n de l'échantillon considéré à chacun de N multiplieurs doubles (MO à M7) opérant sur chacune des composantes binaires Xk,n et Yk,n fournies par les convertisseurs de coordonnée polaire-rectangulaire (PRO à PR7), chacun de ces multiplieurs doubles étant intercalé dans chacune des voies identiques entre les convertisseurs de coordonnées (PRO à PR7) et les sommateursw (#O à #7), et fournissant à ces derniers les composantes binaires en mode Linéaire Mn Xk,n et Mn Yk,n. 3. Simplified spectral analysis system according to claim 1, characterized in that it further comprises a module calculator (CM) also receiving the input binary variables Xn and Yn and providing an approximate binary value Mn of the. modulus #n of the sample considered at each of N double multipliers (MO to M7) operating on each of the binary components Xk, n and Yk, n supplied by the polar-rectangular coordinate converters (PRO to PR7), each of these double multipliers being inserted in each of the identical channels between the coordinate converters (PRO to PR7) and the summers w (#O to # 7), and supplying the latter with the binary components in Linear mode Mn Xk, n and Mn Yk, n . 4. Système simpIiîé d'analyse spectrale selon l'une quelconque des revendications i à 3, caractérisé en ce que le convertisseur de coordonnées rectangulaire-polaire (RF) est constitué de quatre comparateurs binaires (Cl, C2, C3, C4) recevant chacun les composantes numérisées K et Y du signal à analyser, le premier (CE) fournissant la 4. SimpIiîé spectral analysis system according to any one of claims i to 3, characterized in that the rectangular-polar coordinate converter (RF) consists of four binary comparators (C1, C2, C3, C4) each receiving the digitized components K and Y of the signal to be analyzed, the first (CE) providing the n n variable binaire An vérifiant la relation An = 1 pour Yn # 0, le deuxième (C2) fournissant la variable binaire B vérifiant la n n binary variable An verifying the relation An = 1 for Yn # 0, the second (C2) providing the binary variable B verifying the n relation Bn = 1 pour Yn # Xn, le troisième (C3) fournissant la variable binaire Cn vérifiant la relation Cn = 1 pour Xn # 0, et le quatrième (C4) fournissant la variable binaire D vérifiant la relation 9 = I n relation Bn = 1 for Yn # Xn, the third (C3) providing the binary variable Cn verifying the relation Cn = 1 for Xn # 0, and the fourth (C4) providing the binary variable D verifying the relation 9 = I n n pour X # n n for X # 5 Système simplifié d'analyse spectrale selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le transcodeur (RB) est constitué par une mémoire morte, associant à la variable binaire A , Bn, 5 simplified spectral analysis system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the transcoder (RB) consists of a read only memory, associating with the binary variable A, Bn, Cn, Dn reçue, une nouvelle variable binaire #n = RnSnTn représentant de façon proportionnell la phase #n du signal reçu, l'axe réel étant pris comme origine des phases.Cn, Dn received, a new binary variable #n = RnSnTn proportionally representing the phase #n of the signal received, the real axis being taken as the origin of the phases. 6. Système simplifié d'analyse spectrale selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les convertisseurs de coordonnées polaire-rectangulaire (PRO à PR7), recevant de leur rotateur de phase (ADO à AD7 ou ADO' à AD7') les grandeurs binaires représentant les angeles de phase hk,n = #n - 2#nk, sont des mémoires 6. Simplified spectral analysis system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the polar-rectangular coordinate converters (PRO to PR7), receiving from their phase rotator (ADO to AD7 or ADO 'to AD7 ') the binary quantities representing the angels of phase hk, n = #n - 2 # nk, are memories N mortes qui réalisent cette conversion polaire-rectangulaire de manière que les composantes binaires fournies ne prennent que trois valeurs possibles +1, 1 et O. N dead bodies which carry out this polar-rectangular conversion so that the binary components supplied take only three possible values +1, 1 and O. 7 Système simplifié d'analyse spectrale selon lune quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier additionneur-soustracteur (ADO ou ADO') reçoit sur sa deuxième entrée uno variable binaire F0 ou Go constamment nulle et en ce que chacun des autres additionneurs-soustracteurs (ADI à AD7 ou ADI' à AD7') reçoit sur sa deuxième entrée une variable binaire N Fk ou NGk fournie par son dispositif de génération des angles de rotation de phase (RK-SK ou ce dispositif comportant un sommateur (SK ou SK') et un registre à décalage (PK ou RK'), le sommateur (5K ou SK') recevant, sur sa première entrée, la rotation fondamentale Fk. ou Gk d'indice k, sous la forme d'un mot binaire de trois éléments binaires, et, sur sa seconde entrée, la sortie du registre à décalage (RK ou RK') et fournissant sur sa sortie la variable binaire NtFk ou N Gk, ou N est la valeur en binaire de l'indice n de l'échantillon traité. 7 Simplified spectral analysis system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the first adder-subtractor (ADO or ADO ') receives on its second input a constantly zero binary variable F0 or Go and in that each of the other adders-subtractors (ADI to AD7 or ADI 'to AD7') receives on its second input a binary variable N Fk or NGk supplied by its device for generating phase rotation angles (RK-SK or this device comprising an adder ( SK or SK ') and a shift register (PK or RK'), the adder (5K or SK ') receiving, on its first input, the fundamental rotation Fk. Or Gk of index k, in the form of a binary word of three binary elements, and, on its second input, the output of the shift register (RK or RK ') and providing on its output the binary variable NtFk or N Gk, where N is the binary value of the index n of the treated sample.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0178892A2 (en) * 1984-10-12 1986-04-23 British Aerospace Public Limited Company Signal processing and radio ranging system
EP0244071A1 (en) * 1986-04-23 1987-11-04 Stc Plc RF spectrum analysing receiver
WO1994003866A1 (en) * 1992-07-29 1994-02-17 Siemens Aktiengesellschaft Process for determining spectral components of a sequence of data and device for implementing it

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293921A (en) * 1979-06-15 1981-10-06 Martin Marietta Corporation Method and signal processor for frequency analysis of time domain signals
FR2484672A1 (en) * 1980-06-13 1981-12-18 Labo Cent Telecommunicat Calculator module for fourier transformation of sample data - has identical real and imaginary data channels containing arithmetic processors and connected to junction circuit

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4293921A (en) * 1979-06-15 1981-10-06 Martin Marietta Corporation Method and signal processor for frequency analysis of time domain signals
FR2484672A1 (en) * 1980-06-13 1981-12-18 Labo Cent Telecommunicat Calculator module for fourier transformation of sample data - has identical real and imaginary data channels containing arithmetic processors and connected to junction circuit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0178892A2 (en) * 1984-10-12 1986-04-23 British Aerospace Public Limited Company Signal processing and radio ranging system
EP0178892A3 (en) * 1984-10-12 1988-07-27 British Aerospace Public Limited Company Signal processing and radio ranging system
EP0244071A1 (en) * 1986-04-23 1987-11-04 Stc Plc RF spectrum analysing receiver
WO1994003866A1 (en) * 1992-07-29 1994-02-17 Siemens Aktiengesellschaft Process for determining spectral components of a sequence of data and device for implementing it

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